數(shù)字電路-編碼器與譯碼器演示幻燈片

1,第4章編碼器與譯碼器CoderandDecoder,2,丁丙乙甲,問題:將4個搶答器的輸出信號編為二進(jìn)制代碼，設(shè)計一個簡單的電路實(shí)現(xiàn)此功能這個過程就是編碼。,F0=A3+A1F1=A3+A2,一、編碼器,A3A2A1A0,0001,0010,0100,1000,F1F0,00,01,10,11,輸入,輸出,4-2線編碼器,3,4(=22)種情況，需2位二進(jìn)制碼就能將所有情況表示；,2n種情況，只需要n位二進(jìn)制碼就能完全表示！,2nm,8(=23)種情況，需3位二進(jìn)制碼就能將所有情況表示；,16(=24)種情況，需4位二進(jìn)制碼就能將所有情況表示；,7種情況需幾位二進(jìn)制碼表示？9種呢？,4,用n位二進(jìn)制代碼對2n個信號進(jìn)行編碼的電路就是二進(jìn)制編碼器。,74LS148是8-3線優(yōu)先編碼器,74LS148邏輯符號,1.二進(jìn)制編碼器,5,圖4.14所示為利用74LS148編碼器監(jiān)視8個化學(xué)罐液面的報警編碼電路。若8個化學(xué)罐中任何一個的液面超過預(yù)定高度時，其液面檢測傳感器便輸出一個0電平到編碼器的輸入端。編碼器輸出3位二進(jìn)制代碼到微控制器。此時，微控制器僅需要3根輸入線就可以監(jiān)視八個獨(dú)立的被測點(diǎn)。,微控制器報警編碼電路,74LS1488-3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用1,6,74LS1488-3線優(yōu)先編碼器應(yīng)用2,用編碼器構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換器,圖4.15為74LS148構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換器。這個電路主要由比較器、寄存器和編碼器3部分組成。,輸入信號(模擬電壓)，同時加到7個比較器的反相端，基準(zhǔn)電源經(jīng)串聯(lián)電阻分壓為8級，量化單位q=UR7，各基準(zhǔn)電壓分別加到比較器的同相端。,這里寄存器74LS373由8個D觸發(fā)器構(gòu)成。它的作用是把比較器輸出的信號經(jīng)寄存器緩沖。,7,2.二十進(jìn)制編碼器,將十進(jìn)制數(shù)的09編成二進(jìn)制代碼的電路(8421BCD碼編碼器BinaryCodedDecimal)。如:實(shí)訓(xùn)4中采用的74LS147優(yōu)先編碼器.,74LS147優(yōu)先編碼器功能表,74LS147編碼器的邏輯符號,8,例：一個簡單的兩位二進(jìn)制代碼的譯碼器。,輸入是一組兩位二進(jìn)制代碼AB，輸出是與代碼狀態(tài)相對應(yīng)的4個信號Y3Y2Y1Y0。,表4.12譯碼器的真值表,真值表與我們前面學(xué)過的什么很相似？你發(fā)現(xiàn)了嗎？,二、譯碼器,9,1.二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器是把二進(jìn)制代碼的所有組合狀態(tài)都翻譯出來的電路。如果輸入信號有n位二進(jìn)制代碼，輸出信號為m個，m=2n。,74LS138二進(jìn)制譯碼器。,表4.1374LS138譯碼器功能表,另有三個附加的控制端,10,74LS138譯碼器的邏輯符號,在S1=1，=0時，輸出信號才取決于輸入信號A2、A1、A0的組合。,當(dāng)S1=0時，無論其他輸入信號是什么，輸出都是高電平，即無效信號。,為高電平時，輸出也都是無效信號。,三點(diǎn)說明：,11,例：用兩片3-8線譯碼器74LS138構(gòu)成4-16線譯碼器，電路如圖4.7所示。,電路中，當(dāng)D=0時，片（2）被禁止，片（1）工作，這時將DCBA的00000111這8個代碼譯成片（1）8個低電平信號輸出。當(dāng)D=1時，片（1）被禁止，片（2）工作，這時則將DCBA的10001111這8個代碼譯成片（2）8個低電平信號輸出。由此，片（1）、（2）便構(gòu)成了416線譯碼器。,12,例4.1用全譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù),解（1）全譯碼器的輸出為輸入變量的相應(yīng)最小項(xiàng)之非，故先將邏輯函數(shù)式f寫成最小項(xiàng)之反的形式。由摩根定理,（2）f有三個變量，因而選用三變量譯碼器。（3）變量C、B、A分別接三變量譯碼器的C、B、A端，則上式變?yōu)椋?圖4.18是用三變量譯碼器74LS138實(shí)現(xiàn)以上函數(shù)的邏輯圖。,圖4.18,74LS1383-8譯碼器應(yīng)用1實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù),13,例如：要將輸入信號序列00100100分配到Y(jié)0通道輸出。,在圖中，如果D輸入的是時鐘脈沖，則由地址碼的狀態(tài)將該時鐘脈沖分配到Y(jié)0Y7的某一個輸出端，從而構(gòu)成時鐘脈沖分配器。,74LS1383-8譯碼器應(yīng)用2數(shù)據(jù)分配器或時鐘分配器,14,譯碼器的應(yīng)用3,譯碼器作地址譯碼器,圖4.16四輸入變量譯碼器用于存儲器的地址譯碼,實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)中存儲器或輸入/輸出接口芯片的地址譯碼是譯碼器的一個典型用途。圖4.16所示是四輸入變量譯碼器用于半導(dǎo)體只讀存儲器地址譯碼的一個實(shí)例。圖中，譯碼器的輸出用來控制存儲器的片選端,而譯碼器的輸出信號取決于高位地址碼A5A8。A5A8四位地址有16個輸出信號，利用這些輸出信號從16片存儲器中選用一片，再由低位地址碼A0A4從被選片中選中一個字，從而讀出選中字的內(nèi)容。,15,2.二十進(jìn)制譯碼器,將4位二十進(jìn)制代碼翻譯成1位十進(jìn)制數(shù)字的電路就是二十進(jìn)制譯碼器，又稱為BCD十進(jìn)制譯碼器。,74LS42譯碼器功能表,Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9,由功能表可知，該譯碼器有4個輸入端A3A2A1A0，并且按8421BCD編碼輸入數(shù)據(jù)。它有10個輸出端，分別與十進(jìn)制數(shù)09相對應(yīng)，低電平有效。對于某個8421BCD碼的輸入，相應(yīng)的輸出端為低電平，其他輸出端為高電平。當(dāng)輸入的二進(jìn)制數(shù)超過BCD碼時，所有輸出端都輸出高電平，呈無效狀態(tài)。,74LS42二十進(jìn)制譯碼器的邏輯圖所示。,16,（1）七段顯示譯碼器,3.字符顯示譯碼器,七段LED(LightEmittingDiode)數(shù)碼顯示器的顯示原理:,共陰極,17,R=1K,18,R=1K,顯示數(shù)字1,19,R,5V直流電源,R,R,顯示數(shù)字2,gfab,edcdp,20,R,5V直流電源,R,R,R,顯示數(shù)字3,gfab,edcdp,21,0000,1000,22,實(shí)訓(xùn)電路,74LS147二十進(jìn)制(8421)優(yōu)先編碼器,74LS48與共陰極數(shù)碼管配合使用字符顯示譯碼器,七段顯示器實(shí)驗(yàn)中用的型號為WT5101BSD是共陰極數(shù)碼管由74LS48驅(qū)動,23,（4）LCD顯示電路,LCD液晶顯示器是當(dāng)今功耗最低的一種顯示器，因而特別適合于袖珍顯示器、低功耗便攜式計算機(jī)、儀器儀表等的應(yīng)用。,圖4.13一位七段LCD顯示器驅(qū)動電路的邏輯圖,圖中信號AG是七段譯碼器輸出的每段信號電平。顯示驅(qū)動信號Dfi一般為50Hz100Hz（數(shù)字鐘、表往往是32Hz或64Hz）的脈沖信號。該信號同時加到液晶顯示器的公共電極。在譯碼器內(nèi)部異或門的作用下，送到液晶顯示器信號電極上的驅(qū)動信號ag